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文档简介
第十四章内能的利用-单元测
学科关键能力构建
一、单选题
1.水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起,汽油机的四个冲程中,能量转化与之相同的是()
C.D.
2.如图所示描述的物理过程,下列分析正确的是()
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能不变
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增大
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能增加
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
3.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中
①②③④的补充正确的是()
A.①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B.①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C.①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
D.①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
4.下列过程中,能量转化情况相同的是()
①钻木取火②水蒸气顶开活塞③热机压缩冲程④煤气炉灶烧水
A.①③B.②③C.②④D.③④
5.下列说法中正确的是()
A.把一瓶柴油倒去一半,则剩下的柴油比热容变小
B.热传递中,温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C.在柴油机的压缩冲程中,机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D.燃料燃烧得很充分,它的热值也不变
二、多选题
6.茶叶是传播中华文明的使者。茶叶的手工制作过程非常复杂:“采回的鲜茶叶,要及时、均匀地薄摊在
洁净的竹匾上,晾在通风良好的地方……,要用木炭火加热,在锅内手工翻炒、烘焙"。下列说法中正确
的是()
A.薄滩、通风、烘焙是为了加快鲜茶叶内的水分汽化
B.木炭燃烧过程中,将化学能转化为内能
C.烘焙时,茶叶的温度越高,所含的热量就越多
D.翻炒时,主要通过做功的方式改变茶叶的内能
三、填空题
7.已知某种汽油的热值是4.6xl07j/kg,现有汽油0.02kg,完全燃烧其中的一半,汽油放出的热量是
J;若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃(未沸腾),则水吸收的热量为J;
剩余0.01kg的汽油热值是J/kgo(已知c水=4.2xl03j/(kg「C)。如图为某汽油机工作时能量转化
图,该汽油机的效率是o
3砂南金螫烧有用机械能\600J
8.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度一时间的图像如图所
示,由图可知,甲物质比热容(选填或“=")乙物质比热容,用酒精灯给物体加热,
物体内能增大,温度升高,这是通过方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值
(选填“变大”、“变小”或“不变”)o
9.班级厨艺展示活动中,用煤气炉烹饪食物主要是通过(选填“做功”或“热传递”)的方
式增大食物的内能;现场香气四溢属于现象,表明分子在不停地做无规则的运动。活动结
束,剩余煤气的热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.一台单缸四冲程汽油机,只有第三个冲程中燃气对外做功,其他冲程是靠飞轮的来完成
的;若飞轮的转速为1200r/min,则该汽油机每秒钟做功次。
11.便携燃料罐(图)给户外活动带来了方便,罐内填充液化的丁烷(C4H10),打开气罐时液态丁烷先
(填物态变化),点燃丁烷,丁烷完全燃烧的产物为o丁烷热值为4.57X107j/kg,
水的比热容为4.2X103J/(kg•C),一罐120g的丁烷完全燃烧可以将kg水从20℃加热到沸腾
(结果保留一位小数)。
12.合理分类和利用垃圾可以废为宝,在一定条件下,1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油,若燃料油的热值
为4.0xl07j/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为J,如果这些热量的42%被水吸收,则
可以使kg的水温度从20℃升高到100℃,这是通过的方式改变水的内能。
13.2021年2月10日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施火星捕获制动,顺利进入火星轨
道,成为我国第一颗人造火星卫星,如图是“天问一号”发射时的情景,火箭加速升空时,“天问一号”
的机械能(选填“增大”或“减小”),此过程中燃料燃烧产生的能转化为火箭的机械能。
四、实验题
14.如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择两图进行实验;要完成本实验,除了图中的实验器材,还必
需的测量工具是;燃料完全燃烧放出热量的多少,通过来反映的;
(2)如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体(其中一种液体是水),采用相同的燃料和相同的加热
方式供热,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图计算出,另一种液体的比热容为
J/(kg-℃)o
一温度计
---液体a
燃料1
15.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量、初始温度
都相同,当燃料燃烧完时(烧杯内的液体均未沸腾),立即读取相应温度计的读数,分别为T甲、T乙和T
丙,且有T甲>T乙>T丙。
(1)比较不同物质的比热容,应选择两图进行实验,液体a的比热容Ca与液体b的比热容Cb相
比,有CaCb(选填“>"、"=”或)。
(2)比较不同物质的热值,应选择两图进行实验,燃料1的热值0与燃料2的热值42相比,有
qi/(选填“>”、“=”或)。
(3)若在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数仍然为T甲>7乙>T
丙,液体b没有沸腾,贝UcaCb(选填“>"、"="、或“无法判断”)。
(4)在甲装置中,若燃料为酒精,烧杯内液体是质量为200克的水,点燃燃料直至燃烧完,温度计的
示数由20℃上升到70℃,再结合“10g”燃料这一数据,计算出燃料的热值,通过实验算出的热值与实际
相比(填“偏大”或“偏小”),理由是。
五、计算题
16.用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4.2x1()3〃
(kg.℃);煤气的热值为4.2xi07j/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气放出热量;
(3)燃气灶烧水的效率。
17.小华家里用的是天然气灶,他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水,水的初温是20℃,然
后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了O.lnP天然气,天然气的热值为3.2X107j/m3,水的比热容
c=4.2X103J/(kg,oC),当地大气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量。吸(不计水的热量损失);
(2)天然气完全燃烧放出的热量。放;
(3)天然气灶的效率〃。
真题模拟限时演练建议用时:20min
一、单选题
(2023・广东广州•统考中考真题)
18.某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能,对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,对
下图方框中能量形式判断正确的是()
A.甲是“电能”B.乙是“太阳能”C.丙是“电能”D.丁是“机械能”
(2023・四川成都•统考中考真题)
19.小美在老师指导下进行了以下实验:甲、乙两烧杯各装100g水,用酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热乙
烧杯,直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯,测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加
热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,
%酉精=3.0xl()7j/1cg,q煤油ndSxlCfj/kg,c水=4.2xl()3j/(kg.oc),则下列说法正确的是()
A.整个过程,甲杯中水吸收的热量更多
B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为3.36义10打
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15xK/j
D.酒精灯加热的效率为28%
(2021・四川成都•统考中考真题)
20.小帆在老师指导下,用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是
水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精
(q酒精=3x1071/^)。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2xl()3j/(kg.℃),则
下列说法中正确的是()
A.ci=2.4xlO3J/(kg-℃)
B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0~8min乙吸收的热量为3.36x1。"J
D.该酒精灯的加热效率为28%
(2022・四川自贡・统考中考真题)
21.关于能量守恒定律,下列说法正确的是()
A.能量可以凭空消失
B.能量可以凭空产生
C.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变
D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
二、多选题
(2023・四川宜宾•统考中考真题)
22.关于内能及其利用,下列说法正确的是()
A.一切物体都具有内能
B.足球运动越慢,它的内能越小
C.冬天搓手取暖,是通过做功的方式改变内能
D.热机的功率大,效率就一定高
(2020・甘肃金昌・统考中考真题)
23.如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是()
甲乙丙丁
A.图甲,厚玻璃内空气被压缩时,空气的内能减少
B,图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,活塞的机械能增大
三、填空题
(2022・四川南充・统考中考真题)
24.用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2X107j/m3的天然气o」25m3,放出热量______J;
若该热水器的加热效率为84%,则能将40kg初始温度为20℃的水加热至________°C,水的比热容为
4.2X103J/(kg-℃)o
(2023•江苏泰州•统考中考真题)
25.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的硝化棉,用力把活塞迅速压下,使硝化
棉燃烧,该过程是通过的方式来改变筒内空气的内能,其能量转化情况与汽油机的
___________冲程相同。
(2022.江苏南京.统考中考真题)
26.使用天然气有助于碳中和目标的实现,天然气燃烧过程中,将化学能转化为能,用天然气灶将
质量为2.2kg,初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是J;若烧水的效率为42%,此过程中
完全燃烧天然气kg。[水的比热容为4.2xl03j/(kg/C);天然气热值为4.4xl07j/kg]
(2023・福建•统考中考真题)
27.蒸米时,木桶中米内能的增加是通过______方式实现的,完全燃烧10kg的干木柴能释放出
J的热量。(干木柴的热值为L2xl07j/kg)
(2023・四川广元•统考中考真题)
28.某研学活动小组在实践活动期间,粗略测量了一农家柴火灶热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入
5kg水。盖上锅盖,完全燃烧了1kg干木柴使水温从20℃升高到80℃,水吸收的热量为J,
该柴火灶的热效率为。[水的比热容是4.2xl()3j/(kg.oC)),这种干木柴的热值是
1.0xl07J/kg]
(2023・四川南充•统考中考真题)
29.某单缸四冲程汽油机,飞轮每分钟转3000转,则每秒对外做功次,每次对外做功115J,该汽
油机的效率为25%,连续工作1小时需消耗汽油kg(q汽油=4.6X107j/kg)。
(2023•四川泸州•统考中考真题)
30.塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下,小明用高压打气筒
往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。随着瓶内气压增加,气体内能增大,这是通过方式改变
瓶内气体内能。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,这一过程与内燃机冲程的能量转化情况相
同;瓶盖飞出的同时,瓶口冒“白雾”,其物态变化是。
a
高压
一打气筒
(2022・山东威海•统考中考真题)
31.为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律,小明利用图所示装置进行实验。重物
A在下落1m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热,使容器中0.5kg的水温度升
高了0.2℃,则水的内能增加J;经过多次实验,发现重物A的机械能减少量总是稍大于水的
内能增加量,为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能,你建议小明采取的措施是。[重
物A的质量及每次下落高度保持不变,=4.2xlO3J/(kg.℃)]
四、计算题
(2023・四川广安•统考中考真题)
32.小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃,燃烧了100g木炭。
已知:水的比热容c水=4.2xl03j/(kgJC),木炭的热值q=3.36xl()7j/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该火炉烧水的热效率。
(2022•广西梧州•统考中考真题)
33.氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交
8
车投放使用。(已知c水=4.2xl03j/(kg・c),9a=1.4xl0J/kgo)问:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min,则该氢能源公交车的效率
是多少?
第十四章内能的利用-单元测
Umm
一、单选题
1.水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起,汽油机的四个冲程中,能量转化与之相同的是()
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起,水蒸气的内能会转化为壶盖的机械能;
A.汽油机进气门和排气门均关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,此冲程机械能转化为内能,故A不符合
题意;
B.汽油机进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,此冲程没有能量转化,故B不符合题
思;
C.汽油机进气门和排气门均关闭,活塞向下运动,是做功冲程,此冲程内能转化为机械能,故c符合题
思;
D.汽油机进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,此冲程没有能量转化,故D不符合题
忌、O
故选Co
2.如图所示描述的物理过程,下列分析正确的是()
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能不变
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增大
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能增加
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的内能增加,
故A错误;
B.图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小,故B错误;
C.图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,
水蒸气的内能减少,故C错误;
D.图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气体的内能减少,故D
正确。
故选D。
3.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中
①②③④的补充正确的是()
A.①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B.①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C.①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
D.①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
【详解】汽油机的四个冲程分别是吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程,所以①压缩冲程,把机械能
转化为内能,也就是压缩对气体做功使其内能增大温度升高③是做功冲程,把内能转化为机械能.对照答
案C对.
4.下列过程中,能量转化情况相同的是()
①钻木取火②水蒸气顶开活塞③热机压缩冲程④煤气炉灶烧水
A.①③B.②③C.②④D.③④
【答案】A
【解析】
【详解】①钻木取火,是将机械能转化内能;②水蒸气顶开活塞,是水的内能转化为活塞的机械能;③热
机的压缩冲程,是机械能转化为内能的过程;④煤气炉灶烧水,是煤气的化学能转化为内能的过程;所以
能量转化相同的为①③,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选Ao
5.下列说法中正确的是()
A.把一瓶柴油倒去一半,则剩下的柴油比热容变小
B.热传递中,温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C.在柴油机的压缩冲程中,机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D.燃料燃烧得很充分,它的热值也不变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.比热容只和物质的种类和状态有关,与质量和体积无关;所以,柴油用去了一半,质量和体
积均减小一半,而比热容不变,故A错误;
B.热传递中传递的是热量(能量),不能说传递温度,故B错误;
C.因为柴油机吸入汽缸的只有空气,在柴油机的压缩冲程中,机械能转化为空气的内能,故C错误;
D.单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值,热值与质量和是否完全燃烧无关,只与燃料种类
有关,故D正确。
故选D。
二、多选题
6.茶叶是传播中华文明的使者。茶叶的手工制作过程非常复杂:”采回的鲜茶叶,要及时、均匀地薄摊在
洁净的竹匾上,晾在通风良好的地方……,要用木炭火加热,在锅内手工翻炒、烘焙”。下列说法中正确
的是()
A.薄滩、通风、烘焙是为了加快鲜茶叶内的水分汽化
B.木炭燃烧过程中,将化学能转化为内能
C.烘焙时,茶叶的温度越高,所含的热量就越多
D.翻炒时,主要通过做功的方式改变茶叶的内能
【答案】AB
【解析】
【详解】A.“薄摊、通风、烘焙”是提高鲜茶叶的表面积、表面的空气流动和温度,从而加快茶叶里的
水分汽化(蒸发),故A正确;
B.“木炭”燃烧过程中,放出热量,是化学能转化为内能的过程,故B正确;
C.因为热量不是状态量,不能说含有或者具有热量,故C错误;
D.“烘焙”时,是通过热传递的方式改变茶叶的内能,故D错误。
故选AB。
三、填空题
7.已知某种汽油的热值是4.6xl07j/kg,现有汽油0.02kg,完全燃烧其中的一半,汽油放出的热量是
J;若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃(未沸腾),则水吸收的热量为J;
剩余0.01kg的汽油热值是J/kgo(已知c*=4.2xl03J/(kg-℃)o如图为某汽油机工作时能量转化
图,该汽油机的效率是o
【答案】①.4.6x105②.2.1x105③.4.6x107④.40%
【解析】
【详解】[1]由。=即可得,完全燃烧0.01kg汽油释放的热量为
Q=qm=4.6义107J/kgx0.01kg=4.6xlO5J
⑵由。可得,水吸收的热量为
Q吸=cmAf=4.2x103j/(kg・℃)x2kgx25℃=2.1xl05J
[3]燃料的热值是其本身的一种属性,与其质量无关,故剩余0.01kg的汽油热值不变,仍为4.6xl07j7kg。
⑷由图中可知,汽油完全燃烧释放的能量为
W总=500J+600J+150J+250J=1500J
有用机械能为W有=600J,故该汽油机的效率为
77=^X1OO%=更"X100%=40%
唯1500J
8.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度一时间的图像如图所
示,由图可知,甲物质比热容(选填或“=")乙物质比热容,用酒精灯给物体加热,
物体内能增大,温度升高,这是通过方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值
(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】①.<②.热传递③.不变
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据比热容公式。=。必3质量相等的甲、乙两种物质,加热相同时间,吸收的热量相同,从
图中可知,甲的温度升高得较高,那么甲的比热容较小,即甲物质比热容小于乙物质比热容。
⑵改变物体内能有做功和热传递两种方式,给物体加热时,温度升高,内能增大,这是通过热传递的方式
实现的。
[3]热值是燃料本身的属性,不会随燃料质量的变化而变化,故选填不变。
9.班级厨艺展示活动中,用煤气炉烹饪食物主要是通过(选填“做功”或“热传递”)的方
式增大食物的内能;现场香气四溢属于现象,表明分子在不停地做无规则的运动。活动结
束,剩余煤气的热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】①.热传递②.扩散③.不变
【解析】
【详解】[1]用煤气炉烹饪食物时,煤气燃烧释放出来的热量主要通过热传递的方式给食物加热,使食物的
内能增加。
⑵现场香气四溢属于扩散现象,说明分子在不停的做无规则运动。
[3]热值是燃料的一种特性,煤气燃烧一部分后,剩余煤气的种类没变,状态没变,则其热值不变。
10.一台单缸四冲程汽油机,只有第三个冲程中燃气对外做功,其他冲程是靠飞轮的来完成
的;若飞轮的转速为1200r/min,则该汽油机每秒钟做功次。
【答案】①.惯性②.10
【解析】
【详解】[1]汽油机的四个冲程,分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。只有做功冲程对外做
功,提供动力,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
⑵单缸四冲程汽油机,一个工作循环,飞轮转2圈,完成4个冲程,对外做功一次。由题可知飞轮的转速
1200r/min=20r/s
即飞轮每秒钟转动20圈,则该汽油机每秒钟做功10次。
11.便携燃料罐(图)给户外活动带来了方便,罐内填充液化的丁烷(C4H10),打开气罐时液态丁烷先
(填物态变化),点燃丁烷,丁烷完全燃烧的产物为o丁烷热值为4.57X107j/kg,
水的比热容为4.2X10*3J*/(kg•C),一罐120g的丁烷完全燃烧可以将kg水从20℃加热到沸腾
(结果保留一位小数)。
【答案】①.汽化②.二氧化碳和水
16.3
【解析】
【详解】口]打开气罐时,罐里的液体丁烷变成气体喷出来,这发生的是汽化现象。
⑵丁烷由碳、氢两种元素组成,燃烧产物为二氧化碳和水。
[3]120g丁烷完全燃烧放出的热量
且反=qm=4.57义10,J/kg12kg=5.484xlO6J
水从2o℃到沸腾吸收的热量,根据a及=。水加水办)得
Q及5.484X106J
m,=--r=--------——;----;—;-------------Q16.3依
水7(C水(/To)4(»<1032G(^?C)X(℃-℃)5
12.合理分类和利用垃圾可以废为宝,在一定条件下,1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油,若燃料油的热值
为4.0xl07j/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为J,如果这些热量的42%被水吸收,则
可以使kg的水温度从20℃升高到100℃,这是通过的方式改变水的内能。
【答案】①.6.8X106②.8.5热传递
【解析】
【详解】口]这些燃料油完全燃烧放出的热量为
Q放=^m=4.0xl07J/kgx0.17kg=6.8X106J
⑵由题可知,水吸收的热量为
%=42%x4=42%x6.8x106J=2.856x106J
由可知可加热水的质量
及6
Q2.856X10J0G
m7k=--------=------------------------------=8.5kg
水c水Q—%)4.2X103J/(kg.℃)X(100℃-20℃)
[3]燃料油燃烧放出的热量传递给水,因此这是通过热传递的方式改变水的内能。
13.2021年2月10日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施火星捕获制动,顺利进入火星轨
道,成为我国第一颗人造火星卫星,如图是“天问一号”发射时的情景,火箭加速升空时,“天问一号”
的机械能(选填“增大”或“减小”),此过程中燃料燃烧产生的能转化为火箭的机械能。
【答案】①.增大②.内
【详解】口]⑵火箭加速升空时,质量不变,速度变快,高度变高,故动能与重力势能都增加,故机械能增
加,将燃料燃烧产生内能转化为机械能。
四、实验题
14.如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择两图进行实验;要完成本实验,除了图中的实验器材,还必
需的测量工具是;燃料完全燃烧放出热量的多少,通过来反映的;
(2)如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体(其中一种液体是水),采用相同的燃料和相同的加热
方式供热,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图计算出,另一种液体的比热容为
J/(kg-℃)o
甲乙丙丁
【答案】①.甲丙②.托盘天平③.温度计上升的示数④.2.1x103
【解析】
【详解】⑴山为比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,根据。=c〃&,液
体升温越高,则燃料放出的热量越多,这种燃料热值越大,故应选择甲丙两图进行实验。
[2]因要控制燃料质量相同,故要完成本实验,除了图中的实验器材,还必需的测量工具是托盘天平。
⑶燃料完全燃烧放出热量的多少,通过温度计上升的示数来反映的。
(2)[4]我们使用相同的加热装置通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。使相同质量
的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强。由图丁绘制
出的两种液体温度随时间变化的关系图象知,升高
80℃-20℃=60℃
。液体用时lOmin,。液体用时20min,故b液体吸热能力强,因水的比热容大,故6液体为水。升高
60℃,b吸热是a的2倍,根据Q=c»7Af,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正
比,故另一种液体(a液体)的比热容为
c=1x4.2xlO3J/(kg-℃)=2.1xlO3J/(kg-℃)
15.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量、初始温度
都相同,当燃料燃烧完时(烧杯内的液体均未沸腾),立即读取相应温度计的读数,分别为T甲、T乙和T
丙,且有T甲>T乙>T丙。
甲乙丙
(1)比较不同物质的比热容,应选择两图进行实验,液体a的比热容Ca与液体b的比热容Cb相
比,有CaCb(选填“>"、"=”或)O
(2)比较不同物质的热值,应选择两图进行实验,燃料1的热值矶与燃料2的热值砂相比,有
qi(选填“>"、"=”或)o
(3)若在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数仍然为T甲>T乙>T
丙,液体b没有沸腾,贝UcaCb(选填“>"、"="、或“无法判断”)o
(4)在甲装置中,若燃料为酒精,烧杯内的液体是质量为200克的水,点燃燃料直至燃烧完,温度计的
示数由20℃上升到70°C,再结合“10g”燃料这一数据,计算出燃料的热值,通过实验算出的热值与实际
相比(填“偏大”或“偏小”),理由是。
【答案】①.甲丙②.<③.甲乙④.>⑤.<⑥.偏小⑦.存在热量损失
【解析】
【分析】
【详解】(1)口]为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相
同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲丙两图进行实验。
⑵甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同,相同时间内燃料燃烧释放的热量相等,烧杯中的液体吸收
的热量相等,又知甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T丙,则由。=。必/可
知Ca<Cbo
(2)[3]⑷为了比较热值大小,要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示
数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲乙两图进行实验;由题意,甲、乙两实验烧杯中液体
的初温相等,末温T甲>7乙,则ZUgAf乙,由图甲、乙所示实验可知,两烧杯中的液体种类即比热容c、
质量机都相等,由公式。=可知,。甲〉。乙,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则燃料释放
的热量由于甲乙两实验所使用的燃料质量相同而种类不同,由。=7阳可知,qi>qio
(3)[5]由题意知,在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数为T
甲>T乙>T丙,液体b没有沸腾,甲、丙所示实验所用燃料相同,则吸收相等的热量时,a液体升高的温度大
于b液体升高的温度,a、b两液体质量相同,由公式。=。必r可知,液体a的比热容小于液体b的比热
容。
(4)[6]⑺因为存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收,所以测得的热值会偏小。
五、计算题
16.用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4.2xl03j/
(kg.℃);煤气的热值为4.2xi07j/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气放出的热量;
(3)燃气灶烧水的效率。
【答案】⑴1,05X107J;(2)2.1X107J;(3)50%
【解析】
【详解】解:(1)水吸收的热量为
%=c水加水Af=4.2x103J/(kg-℃)x50kgx(70℃-20℃)=1.05xl07J
(2)煤气放出的热量为
Q放==0.5kgx4.2xIO7J/kg=2.1xlO7J
(3)燃气灶烧水的效率为
7=—x100%=’。"吗」x100%=50%
Q放2.1xlO7J
答:⑴水吸收的热量为L05xl()7j;
(2)煤气放出的热量为2.1X1()7J;
(3)燃气灶烧水的效率为50%。
17.小华家里用是天然气灶,他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水,水的初温是20℃,然
后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气,天然气的热值为3.2X107j/m3,水的比热容
c=4.2X103J/(kg,oC),当地大气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量。吸(不计水的热量损失);
(2)天然气完全燃烧放出的热量。放;
(3)天然气灶的效率〃。
【答案】(1)1.68xlO6J;(2)3.2xlO6J;(3)52.5%
【解析】
【详解】解:(1)水的质量
阴=夕水吟=1.0xl03kg/m3x5xl0-3m3=5kg
水吸收热量
CL=c加(乙F)=4.2x103J/(kg-℃)x5kgx(100℃-20℃)=1.68x106J
(2)天然气放出的热量
7336
。放=qV=3.2x10J/mx0.1m=3.2x10J
(3)天然气灶的效率
Q,11.68xlO6J
=52.5%
r)=~Q~k~3.2X106J
答:⑴水吸收的热量为1.68xl06j;
(2)天然气放出的热量为3.2xl()6j;
(3)天然气灶的效率52.5%。
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一、单选题
(2023・广东广州•统考中考真题)
18.某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能,对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,对
下图方框中能量形式判断正确的是()
A.甲是“电能”B.乙是“太阳能”C.丙是“电能”D.丁是“机械能”
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳能电池将太阳能转化为电能,电能通过蓄电池将电能转化
为化学能储存在蓄电池中,晚上蓄电池对外放电,将化学能转化为电能供应路灯工作,路灯工作时将电能
转化为光能,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(2023・四川成都・统考中考真题)
19.小美在老师指导下进行了以下实验:甲、乙两烧杯各装100g水,用酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热乙
烧杯,直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯,测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加
热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,
q酒精=3.0x1071/^,q煤油=4.6xl07j/kg,c水=4.2xl()3j/(kg.oc),则下列说法正确的是()
A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为3.36x104J
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15x108j
D.酒精灯加热的效率为28%
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意,由于甲、乙两烧杯各装水的质量相等,水的初始温度相同,根据外=。根。可知水
沸腾前,两杯水吸收的热量相等,为
34
2a=cmAt=4.2xlOJ/(kg•℃)x0.1kgx(98-l8)℃=3.36xl0J
且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为
0=|X3.36X104J=4.032X104J
44
Q乙劣=-X3.36X104J-4.48X104J
所以整个过程,乙杯中的水吸收的热量更多,故A错误;
B.由图可得,3分钟时乙杯中的水恰好沸腾,则吸收的热量为
Q及=c水mAt=4.2xl03J/(kg•℃)x0.1kgx(98-l8)℃=3.36xl04J
故B正确;
C.整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量为
Q煤油=4煤油胴煤油=4-6x107J/kgx2.5x103kg=1.15x10J
故C错误;
D.在整个过程中,燃烧4g酒精所释放的热量为
Qg精=1酒精仍酉精=3.0xl07J/kgx4xl03kg=1.2x10、J
可得酒精灯加热的效率为
4.032义10。
7=-^xl00%=x100%=33.6%
Q酒精1.2xl05J
故D错误。
故选B。
(2021・四川成都・统考中考真题)
20.小帆在老师指导下,用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是
水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精
(编精=3xK)7j/kg)。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2xl()3j/(kg.℃),则
下列说法中正确的是()
A,a=2.4x103J/(kg.℃)
B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0~8min乙吸收的热量为336x1()4J
D.该酒精灯的加热效率为28%
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由图乙知,甲从20℃加热至沸腾用时8min,乙从20℃加热至沸腾用时lOmin。升高相同
温度,甲所需时间长,需要吸收的热量多,那么甲的吸热能力更强,则甲是水,甲从20℃升温至100C,
需要吸收的热量
。吸=c水机(Wo)=4.2xlO3j/(kg・℃)xO.lkgx(100℃-20℃)=3.36x104J
两种液体在相同时间吸收的热量相同,那么乙在8min内吸收的热量为3.36X104J。乙从20℃升温至
100℃,所需时间为4min,吸收的热量
44
Q及1=-<2^=-X3.36X10J=1.68X10J
88
那么乙的比热容
1.68X104J
=2.1xlO3J/(kg.℃)
0.1kgx(100℃-20℃)
故AB错误,C正确;
D.乙从20℃加热至沸腾,所需时间为lOmin,吸收的热量
44
22=—=—X3.36X10J=4.2X10J
a88
消耗的酒精放出的热量
Q放二根酒精q酒精uO.OOdkgxBxlO’j/^gui2xl()5j
那么酒精灯的加热效率
:%2_4.2x104J
〃—诟—1.2X105J=35%
故D错误。
故选C。
(2022.四川自贡•统考中考真题)
21.关于能量守恒定律,下列说法正确的是()
A.能量可以凭空消失
B.能量可以凭空产生
C.能量在转化和转移过程中,能量的总量保持不变
D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由能量守恒定律可知,能量既不能凭空产生,也不会凭空消失,当能量从一个物体转移到
其他物体或从一种形式转化为其他形式时,总量保持不变,故AB错误,C正确;
D.能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化,热机的工作过程也遵循能量守恒定律,故D错
误。
故选C。
二、多选题
(2023•四川宜宾・统考中考真题)
22.关于内能及其利用,下列说法正确的是()
A.一切物体都具有内能
B.足球运动越慢,它的内能越小
C.冬天搓手取暖,是通过做功的方式改变内能
D.热机的功率大,效率就一定高
【答案】AC
【解析】
【详解】A.自然界中一切物体都是由分子和原子构成的,内能为分子动能和分子势能之和,所以一切物
体都具有内能,故A正确;
B.足球运动快慢,是机械能的大小变化,与内能大小无关,故B错误;
C.冬天搓手取暖,将机械能转化为内能,所以是通过做功的方式改变内能,故C正确;
D.热机的功率大,则做功快,与效率的高低无关,故D错误。
故选AC„
(2020・甘肃金昌・统考中考真题)
23.如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是()
甲乙丙丁
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,活塞的机械能增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.图甲中,厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,则空气的内能增大,故A错误;
B.图乙中,空气推动塞子跳起时,空气对塞子做功,空气的内能减少,故B错误;
C.图丙中,试管内的水蒸气推动塞子时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,故C正确;
D.图丁中,汽缸内的气体推动活塞运动时,气体对活塞做功,将内能转化为机械能,所以活塞的机械能
增大,故D正确。
故选CD„
三、填空题
(2022・四川南充・统考中考真题)
24.用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2X107j/m3的天然气0.125m3,放出热量_______J;
若该热水器的加热效率为84%,则能将40kg初始温度为20℃的水加热至________°C,水的比热容为
4.2X103J/(kg-℃)„
【答案】0.4.0X106②.40
【解析】
【详解】山燃烧0」25m3的天然气放出的热量
Qjj(=qV=3.2xl07j/m3x0.125rn3=4.0xl06j
⑵水吸收的热量
Q吸=。放〃=4.0xl06jx84%=3.36xl06j
水升高的温度
2=里=336XK>6J=20℃
c水m4ffixlO3J/(^?C)xkg
水的末温
/=ro+A/=2O℃+20℃=40℃
(2023•江苏泰州•统考中考真题)
25.如图所示
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